JPH0498202A - 光ファイバのモードフィールド径拡大制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光ファイバのモードフィールド径を加熱して
拡大する光ファイバのモードフィールド径拡大制御方法
に関するものである。

（従来の技術） 従来より、光ファイバをバーナや電気炉等によりある一
定時間加熱することで、コアのドーパントを拡散させて
モードフィールド径（以下、ＭＦＤと略記する）を広げ
、接続点における損失を小さくする方法が知られている
。

第２図は、ガスバーナを用い、加熱幅５ｍｍをもって光
ファイバを加熱した場合の、加熱時間とＭＦＤの広がり
との関係を示すグラフである。

第２図から明らかなように、光ファイバの所定領域を所
望の時間加熱することにより、ＭＦＤを拡大させること
ができる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来の方法では、第２図に示すよう
に、光ファイバに対する加熱時間を制御してもＭＦＤの
大きさにバラツキを生じてしまい、ＭＦＤを一定の大き
さに制御性良く拡大することは困難であるという欠点が
あった。

ＭＦＤにバラツキが生じる理由としては、周囲の環境条
件や、もともとのコアの屈折率分布等に関係するものと
考えられるが、定量化はされていない。

このように、各心線毎にＭＦＤの広がりにバラツキがあ
ると却ってＭＦＤ不整合により接続損失が大きくなるこ
とから、従来の方法は現在実用化されるに至っていない
。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、そ
の目的は、バラツキなく所望のモードフィールド径を確
実に得ることができる光ファイバのモードフィールド径
拡大制御方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、請求項（１）では、光ファイ
バを加熱してそのＭＦＤを拡大させる光ファイバのＭＦ
Ｄ拡大制御方法において、光ファイバの加熱中に当該光
ファイバのコア部を撮像手段により監視し、前記撮像手
段の画像データに基づく前記光ファイバのコア直径があ
らかじめ規定した規定値に達したときに光ファイバの加
熱を中止するようにした。

また、請求項（２）では、前記光ファイバのコアに紫外
線を入射するようにした。

また、請求項（３）では、紫外線を前記光ファイバの光
入出射端面から入射するようにした。

また、請求項（４）では、前記光ファイバに曲げを付与
し、この曲げ部から紫外線を入射するようにした。

また、請求項（５）では、画像データに基づく光ファイ
バのコア直径の最大値が規定値に達したときに光ファイ
バの加熱を中止するようにした。

また、請求項（６）では、加熱領域の画像データに基づ
く光ファイバのコア直径の平均値が規定値に達したとき
に光ファイバの加熱を中止するようにした また、請求項（７）では、加熱領域の画像データに基づ
く光ファイバ形状に異常が発生したときに光ファイバの
加熱を中止するようにした。

また、請求項（８）では、撮像手段により複数方向から
光ファイバの監視を行うようにした。

また、請求項（９）では、複数本の光フィバを一括して
加熱し各光ファイバのＭＦＤを拡大する場合に、全光フ
ァイバを撮像手段により一括して監視するようにした。

（作　用） 請求項（１）によれば、加熱装置により光ファイバの所
望の箇所が加熱されこの加熱領域のコア直径が徐々に拡
大する。また、この加熱中に光ファイバの加熱領域のコ
ア部が撮像手段により撮影され監視される。

撮像手段の画像データに基づいて拡大中の光ファイバの
コア直径が算出され、算出値があらかじめ規定した規定
値に達したときに光ファイバの加熱が中止される。

また、請求項（２）よれば、光ファイバのコアに紫外線
が入射される。これにより、コア中のドパント、主にゲ
ルマニウムが励起され、これが蛍光を発生しコア全体が
発光した状態となる。これにより、コア部とクラッド部
との境界が明確になる。

また、請求項（３）よれば、紫外線が光ファイバの光入
出射端面から入射される。

また、請求項（４）によれば、光ファイバに曲げが付与
され、この曲げ部から紫外線が入射される。

また、請求項（５）によれば、画像データに基づいて算
出した光ファイバのコア直径の最大値が規定値に達した
ときに光ファイバの加熱が中止される。

また、請求項（６）によれば、加熱領域の画像ブタに基
づいて算出された光ファイバのコア直径の平均値が求め
られ、この平均値が規定値に達したときに光ファイバの
加熱が中止される。

また、請求項（７）によれば、加熱領域の画像ブタの基
づく光ファイバ形状に異常が発生したときには、ただち
に光ファイバの加熱が中止される。

また、請求項（８）によれば、撮像手段により一方向の
みならず複数方向から光ファイバの監視が行われる。

また、請求項（９）では、複数本の光フィバを一括して
加熱し各光ファイバのＭＦＤを拡大する場合には、全光
ファイバが撮像手段により一括して監視される。

（実施例） 第１図は、本発明に係る光ファイバのモードフッ イールド径拡大制御方法の第１の実施例の説明図であっ
て、同図の（ａ）は概念図、同図の（ｂ）は制御系を含
む全体のブロック構成図である。

第１図において、１はＭＦＤを拡大する光ファイバ、１
１は光ファイバ１のコア部、１２は光ファイバ１のクラ
ッド部、１３は光ファイバ１の−の光入出射端面（切断
面）、２ａ、２ｂは加熱装置としてのガスバーナで、光
ファイバ１の軸方向の所定箇所を所定の長さに亘って両
側から加熱する。２１ａ、２１ｂはガスバーナ２ａ、２
ｂの炎、３はテレビカメラで、光ファイバ１の加熱領域
の加熱による状態遷移を撮影する。４は紫外線照射装置
で、光ファイバ１の光入出射端面１′３に対向して配置
されており、光ファイバ１のコア部１１に紫外線ＵＶを
入射する。

５は表示部で、テレビカメラ３による画像ブタＩＤを入
ツノし、テレビ画像を表示する。

６は制御部で、テレビカメラ３による画像データＩＤを
アナログ−ディジタル変換を行うＡ／Ｄ変換器６１と、
Ａ／Ｄ変換器６１によるディジタルデータＤＤ及びあら
かじめ入力しである基準ブタに基づきコア直径の実測値
を算出し実測値ブタＲＤを出力するコア径算出部６２と
、コア径算出部６２による実測値データＲＤとあらかじ
め設定したしきい値ＴＨとの比較を行い、実測値ブタＲ
Ｄがしきい値ＴＨに達したならば停止信号ＳＴをバーナ
２ａ、２ｂに出力し燃焼を停止させる比較部６３とから
構成されている。

次に、コア径算出部６２及び比較部６３の動作について
、第３図を参照しながらさらに詳細に説明する。

第３図は、第１図における表示部５のテレビカメラ３の
画像を表したものであり、コア部１１の直径Ａが加熱部
分りにおいて直径Ｂに広がっている様子を示す図である
。

しきい値ＴＨは、初期設定値であって、拡大したい所望
のコア直径に設定され、比較部６３は上述したようにコ
ア径算出部６２による実測値ブタＲＤのレベルがしきい
値ＴＨのレベルに達したときに停止信号ＳＴを発生する
。

コア径算出部６２の実測値データＲＤの出力の方法とし
ては、加熱している領域の実測値の最大値を実測値デー
タＲＤとして出力する方法、加熱している領域のコア直
径の平均値を算出し実測値データＲＤとして出力する方
法等がある。

これらの場合、第３図に示すように、加熱幅はコア部１
１が加熱前のコア直径Ａより拡大している部分（Ｌ）を
とる方法と、はぼ−様に拡大している部分（Ｌｌ）をと
る方法とが適宜選択され適用される。

次に、」二記構成による動作を説明する。

光ファイバ１の軸方向の所望の位置がその両側からガス
バーナ２ａ、２ｂにより加熱される。これと並行して、
紫外線照射装置４を用いて光ファイバ１のコア部１１に
光入出射端面１３より紫外線ＵＶが入射される。

このように、コア部１１中に紫外線ＵＶが入射されると
、コア中のドーパント、主にゲルマニウムが励起され、
これが蛍光を発生しコア全体が発光した状態となる。こ
れにより、コア部１１とりラッド部１２との境界が明確
になる。

このような状態にある加熱領域の光ファイバ１が、テレ
ビカメラ３により撮影され、この画像ブタＩＤが表示部
５及び制御部６に入力される。

この画像データＩＤの表示部５への入力に伴い、光ファ
イバ１の加熱領域の現時点での画像が表示される。

一方、制御部６に入ツノした画像データＩＤは、まずＡ
／Ｄ変換器６１によりアナログデータからディジタルデ
ータＤＤへ変換され、次いで、コア径算出部６２に入力
される。

コア径算出部６２では、Ａ／Ｄ変換器６１によるディジ
タルデータＤＤ及び予め入力しである基準データに基づ
き、加熱領域のコア直径の実測値が算出され、これに基
づいて例えばその平均値が算出されて実測値データＲＤ
として比較部６３に出力される。

比較部６３では、コア径算出部６２による実測値データ
ＲＤとあらかじめ設定したしきい値ＴＨとの比較が行わ
れ、実測値データＲＤのレベルがしきい値ＴＨのレベル
に達したならば、即ち、加熱によりコア直径が所望する
値にまで拡大された時点で停止信号ＳＴが発生される。

この停止信号ＳＴは、バーナ２ａ、２ｂに出力され、こ
れにより光ファイバ１に対する加熱が停止される。

以上説明したように、本実施例によれば、光ファイバ１
の所望の位置をガスバーす２ａ、２ｂにより加熱しなが
ら加熱領域の状態をテレビカメラ３により監視し、テレ
ビカメラ３の画像データＩＤに基づいてリアルタイムな
コア直径の実測値を求め、この実測値が予め設定したし
きい値ＴＨに達した時点で、光ファイバ１の加熱を停止
するようにしたので、バラツキなく所望のＭＦＤを確実
に得ることができる。

また、現在の光ファイバ同士の接続方法としては、融着
接続が主流であり、接続損失、作業性等を改善するため
の技術はかなりのレベルに達している。しかし、今後、
加入者系光ファイバケーブルの導入に伴い、多対化、接
続替え技術、接続時間の短縮が急務となっており、融着
接続よりもコネクタ接続の方が有効であると考えられる
。

その場合、一番の問題は接続損失が大きいことであるが
、本発明方法により、バラツキなく一定にＭＦＤが拡大
された光ファイバ相互の接続により低損失なコネクタ接
続が実現できる。

また、メカニカルスプライス等その他の接続においても
、バラツキなく一定にＭＦＤが拡大された光ファイバ心
線を使用することで接続損失が低下すると考えられ、こ
の方法による接続は全ての光ファイバの接続に使用でき
、接続損失の改善に役立つという利点がある。

現在、通常の光ファイバ心線のコネクタ接続の接続損失
は平均０．３５ｄＢであるが、本発明方法によってＭＦ
Ｄを約１．５倍に広げた光ファイバを使用すると、接続
損失を０　、１ｄＢ程度に低下させることができる。

また、本実施例では、テレビカメラ３による監視の際に
、光ファイバ１のコア部１１に紫外線ＵＶを入射させて
蛍光を発生させることにより、コア部１１とクラッド部
１２との境界を明確にできるため、誤差の少ない高精度
なコア直径の実測値を得ることができ、ＭＦＤの高精度
な制御が可能である。

なお、本実施例では、テレビカメラ３による監視方向を
一方向としたが、これに限定されるものではなく、監視
方向を複数としてもよく、これにより精度向上を図るこ
とができる。

また、本実施例では、光ファイバ単心を例に説明したが
、加熱する光ファイバが複数本の場合、紫外線の入射及
びテレビカメラでの監視は複数本−括してできるように
しておくことが望ましい。

さらにまた、加熱領域の画像データに基づく光ファイバ
形状に異常が発生したときには、ただちに光ファイバの
加熱を中止するように構成しても勿論よい。

第４図は、本発明に係る光ファイバのモードフィールド
径拡大制御方法の第２の実施例の説明図である。

本第２の実施例が前記第１の実施例と異なる点は、先フ
ァイバ１をガスバーナを用いその炎により加熱する代わ
りに、放電電極７ａ、７ｂを用い、その放電電流７１に
より加熱するようにしたことにある。

その他の構成並びに作用、効果は前記第１の実施例と同
様である。

第５図は、本発明に係る光ファイバのモードフィールド
径拡大制御方法の第３の実施例の説明図である。

本第３の実施例が前記第１の実施例と異なる点は、紫外
線ＵＶを光ファイバ１の光入出射端面（切断面）１３か
ら入射する代わりに、光ファイバ１に曲げを付与し、こ
の曲げ部１４から入射するようにしたことにある。

本第３の実施例によれば、紫外線ＵＶを光ファイバ１の
任意の箇所から入射することができる。

その他の構成並びに作用、効果は前記第１の実施例と同
様である。

第６図は、本発明に係る光ファイバのモードフィールド
径拡大制御方法の第４の実施例の説明図である。

本第４の実施例が前記第１の実施例と異なる点は、光フ
ァイバ１の加熱領域を挟んでテレビカメラ３と相対する
位置に加熱領域を照明するライト８を配置したことにあ
る。

これにより、加熱領域のテレビカメラ３による撮影がよ
り鮮明になるという利点がある。

その他の構成並びに作用、効果は前記第１の実施例と同
様である。

第７図は、本発明に係る光ファイバのモードフィールド
径拡大制御方法の第５の実施例の説明図である。

本第５の実施例が前記第２の実施例と異なる点は、前記
第４の実施例と同様に、光ファイバ１の加熱領域を挟ん
でテレビカメラ３と相対する位置に加熱領域を照明する
ライト８を配置したことにある。

本第５の実施例によっても、加熱領域のテレビカメラ３
による撮影がより鮮明になるとういう利点がある。

その他の構成並びに作用、効果は前記第２の実施例と同
様である。

（発明の効果） 以上説明したように、請求項（１）　、　（５）または
（６）によれば、光ファイバの所望の位置を加熱しなが
ら加熱領域の状態を撮像手段により監視し、撮像手段の
画像データに基いてリアルタイムなコア直径の実測値を
求め、この実測値が予め設定した規定値に達した時点で
、光ファイバの加熱を停止するようにしたので、バラツ
キなく所望のＭＦＤを確実に得ることができる。

また、バラツキなく一定にモードフィールド径が拡大さ
れた光ファイバ相互の接続により低損失なコネクタ接続
が実現できる。

また、メカニカルスプライス等その他の接続においても
、バラツキなく一定にＭＦＤが拡大された光ファイバ心
線を使用することで接続損失が低下すると考えられ、こ
の方法には全ての光ファイバの接続に使用でき、接続損
失の改善に役立つという利点がある。

また、請求項（２）　、　（３）または（４）によれば
、光ファイバのコア部とクラッド部との境界を明確にで
きるため、誤差の少ない高精度なコア直径を得ることが
でき、ＭＦＤの高精度な制御が可能である。

また、請求項（７）によれば、加熱領域の画像ブタの基
づく光ファイバ形状に異常が発生したときに光ファイバ
の加熱を中止するようにしたので、不良品の発生を抑止
することができる。

また、請求項（８）によれば、ＭＦＤの拡大制御により
一層の精度向上を図れる利点がある。

また、請求項（９）によれば、加熱する光ファイバが複
数本の場合、紫外線の入射及び撮像手段による監視を複
数本−括してできるようにしたので、作業の高効率化、
精度向上を図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光ファイバのモードフィールド径
拡大制御方法の第１の実施例の説明図であって、同図の
（ａ）は概念図、同図の（ｂ）は制御系を含む全体のブ
ロック構成図、第２図は加熱時間とモードフィールド径
の広がりとの関係を示すグラフ、第３図は光ファイバ加
熱時のテレビ画像を示す図、第４図は本発明に係る光フ
ァイバのモトフィールド径拡大制御方法の第２の実施例
の説明図、第５図は本発明に係る光ファイバのモトフィ
ールド径拡大制御方法の第３の実施例の説明図、第６図
は本発明に係る光ファイバのモードフィールド径拡大制
御方法の第４の実施例の説明図、第７図は本発明に係る
光ファイバのモードフィールド径拡大制御方法の第５の
実施例の説明図である。 図中、１・・・光ファイバ、１１・・・コア部、１２・
・・クラッド部、１３・・・光入出射端面、２ａ、２ｂ
・・・ガスバーナ、２１ａ、２１ｂ・・・炎、３・・・
テレビカメラ、４・・・紫外線照射装置、５・・・表示
部、６・・・制御部、７ａ、７ｂ・・・放電電極、７１
・・・放電電流、８・・・ライト。 特許出願人　　日本電信電話株式会社

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）光ファイバを加熱してそのモードフィールド径を
   拡大させる光ファイバのモードフィールド径拡大制御方
   法において、 光ファイバの加熱中に当該光ファイバのコア部を撮像手
   段により監視し、 前記撮像手段の画像データに基づく前記光ファイバのコ
   ア直径があらかじめ規定した規定値に達したときに光フ
   ァイバの加熱を中止する ことを特徴とする光ファイバのモードフィールド径拡大
   制御方法。
2. （２）前記光ファイバのコアに紫外線を入射する請求項
   （１）記載の光ファイバのモードフィールド径拡大制御
   方法。
3. （３）紫外線を前記光ファイバの光入出射端面から入射
   する 請求項（２）記載の光ファイバのモードフィールド径拡
   大制御方法。
4. （４）前記光ファイバに曲げを付与し、この曲げ部から
   紫外線を入射する 請求項（２）記載の光ファイバのモードフィールド径拡
   大制御方法。
5. （５）画像データに基づく光ファイバのコア直径の最大
   値が規定値に達したときに光ファイバの加熱を中止する 請求項（１）、（２）、（３）または（４）記載の光フ
   ァイバのモードフィールド径拡大制御方法。
6. （６）加熱領域の画像データに基づく光ファイバのコア
   直径の平均値が規定値に達したときに光ファイバの加熱
   を中止する 請求項（１）、（２）、（３）または（４）記載の光フ
   ァイバのモードフィールド径拡大制御方法。
7. （７）加熱領域の画像データに基づく光ファイバ形状に
   異常が発生したときに光ファイバの加熱を中止する 請求項（１）、（２）、（３）または（４）記載の光フ
   ァイバのモードフィールド径拡大制御方法。
8. （８）撮像手段により複数方向から光ファイバの監視を
   行う 請求項（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６
   ）または（７）記載の光ファイバのモードフィールド径
   拡大制御方法。
9. （９）複数本の光フィバを一括して加熱し各光ファイバ
   のモードフィールド径を拡大する場合に、全光ファイバ
   を撮像手段により一括して監視する請求項（１）、（２
   ）、（３）、（４）、（５）、（６）、（７）または（
   ８）記載の光ファイバのモードフィールド径拡大制御方
   法。